3）其输出电压限幅值决定允许最大电流值。 (2) 电流调节器ACR的作用

1) 起动过程中保证获得允许最大电流。

*2) 在转速调节过程中，使电流跟随其电流给定电压Un变化。

3) 电源电压波动时及时抗扰作用，使电动机转速几乎不受电源电压波动的影响。 4) 当电动机过载、堵转时，限制电枢电流的最大值，从而起到安全保护作用。 2 在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动与负载扰动时，哪个调节器起主要调节作用?

答：电网电压波动时，ACR起主要调节作用；负载扰动时，ASR起主要抗扰调节作用。 3下图为双闭环直流调速系统的稳态结构图，如果要改变双闭环有静差V-M系统的转速，可调节什么参数?改变转速调节器放大系数Kp 触发整流环节放大系数Ks和改变转速反馈系数

?能行否?如果要改变堵转电流应调节什么参数?

?-转速反馈系数 ?-电流反馈系数

*答：要改变转速，可以调节给定电Un或转速反馈系数?。，要改变堵转电流，应调节转速

调节器的限幅值Ui*或改变电流反馈系数?

4 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是什么？ 答：转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是： 1) 饱和非线性控制

ASR饱和，转速环开环，恒值电流调节的单闭环系统； ASR不饱和，转速环闭环，无静差调速系统.

2）准时间最优控制，恒流升速可使起动过程尽可能最快。 3）转速超调：只有转速超调才能使ASR退饱和。

5下图为转速、电流反馈控制直流调速系统原理图，ASR、ACR均采用PI调节器。（1）突增负载后又进入稳定运行状态，则ACR的输出电压Uc、变流装置输出电压Ud，电动机转速n，

*较之负载变化前是增加、减少，还是不变？为什么？（2） 如果速度给定Un不变时，要改

变系统的转速，可调节什么参数？

TL??IdL*Cen?ILRCeUn?IdLR??Uc????Ud?KsUc?KsKs

答：(1)

*Un?c,n?c*(2) 因为Un?Un??n,n?*Un?,所以调节?可以改变转速n。

6 直流调速系统有哪些主要性能指标?

答：直流调速系统主要性能指标包括静态性能指标和动态性能指标两个部分。

静态主要性能指标有调速范围D、静差率s、?nN。动态性能指标分成给定控制信号和扰动信号作用下两类性能指标。给定控制信号作用下的动态性能指标有上升时间tr，调节时间

ts(亦称过滤过程时间)和超调量?%。扰动信号作用下的动态性能指标有最大动态速降

?nmax、恢复时间tv

7调节器的设计过程可以简化为哪两步? 答：1.选择调节器的结构

2.选择调节器的参数

8转速、电流双闭环调速系统中分别按什么典型型系统进行设计？为什么？ 答：转速环按典型（II）型系统设计，抗扰能力(强)，稳态（无静差）。

电流环按典型（I）型系统设计，抗扰能力(稍差)，超调 （小）。

9 如果转速、电流双闭环调速系统中的转速调节器不是 PI调节器，而改为 P调节器，对系统的静、动态性能将会产生什么影响？

答：改为 P 调节器时其输出量总是正比于输入量，PI 调节器的输出量在动态过程中决定于 输入量的积分，到达稳态时，输入为零，输出的稳态值与输入无关而是由它后面环节的需要 决定的。 （3-6）

在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转 速调节器的放大倍数Kn 行不行？改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行？改变转速反馈系数? 行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？ 答：双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调节器都不饱和时，各变量之间有下列关系

*Un?Un??n??n0

*因此 转速 n是由给定电压Un决定的；改变转速反馈系数也可以改变电动机转速。改

变转速调节器的放大倍数Kn和电力电子变换器的放大倍数Ks不可以。 （3-7）

转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少？为什么？

答：当两个调节器都不饱和时，它们的输入偏差电压都是零。

*转速调节器 ASR 的输出限幅电压Uim 决定了电流给定电压的最大值；电流调节器

ACR的输出限幅电压Ucm 限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。 （3-9）

试从下述五个方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环调速系统：（1）调速系统的静态特性；（2）动态限流性能；（3）起动的快速性；（4）抗负载扰动的性能；（5）抗电源电压波动的性能。

*答：（1）转速、电流双闭环调速系统在稳态工作点上，转速n是由给定电压Un 决定的。

ASR 的输出量 Ui*是由负载电流IdL 决定的。控制电压Uc的大小则同时取决于n和Id，或

*者说，同时取决于Un和 IdL。双闭环调速系统的稳态参数计算是和无静差系统的稳态计算

相似。

（2）带电流截止环节的转速单闭环调速系统静态特性特点：电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻KpKsRs，因而稳态速降极大，特性急剧下垂；比较电压Ucom与给

*定电压 Un的作用一致，好象把理想空载转速提高了。这样的两段式静特性常称作下垂特性

或挖土机特性。

（3）双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：饱和非线性控制、转速超调、准时间最优控制。

（4）由动态结构图中可以看出，负载扰动作用在电流环之后，因此只能靠转速调节器ASR 来产生抗负载扰动的作用。在设计 ASR 时，应要求有较好的抗扰性能指标。

（5）在单闭环调速系统中，电网电压扰动的作用点离被调量较远，调节作用受到多个环节的延滞，因此单闭环调速系统抵抗电压扰动的性能要差一些。双闭环系统中，由于增设了

电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗扰性能大有改善。

第5 章 基于稳态模型的异步电动机调速系统

1 异步电动机从定子传入转子的电磁功率Pm 中，有一部分是与转差成正比的转差功率Ps 根据对 Ps 处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。

答：从能量转换的角度上看，转差功率是否增大，是消耗掉还是得到回收，是评价调速系统效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类 。

转差功率消耗型调速系统：这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在转子回路中，降电压调速、转差离合器调速、转子串电阻调速属于这一类。在三类异步电机调速系统中，这类系统的效率最低，而且越到低速时效率越低，它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低的（恒转矩负载时）。可是这类系统结构简单，设备成本最低，所以还有一定的应用价值。

转差功率馈送型调速系统：在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多，绕线电机串级调速或双馈电机调速属于这一类。无论是馈出还是馈入的转差功率，扣除变流装置本身的损耗后，最终都转化成有用的功率，因此这类系统的效率较高，但要增加一些设备。

转差功率不变型调速系统：在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，变极对数调速、变压变频调速属于此类。其中变极对数调速是有级的，应用场合有限。只有变压变频调速应用最广，可以构成高动态性能的交流调速系统，取代直流调速；但在定子电路中须配备与电动机容量相当的变压变频器，相比之下，设备成本最高。

2异步交流电机变频器上电压和频率为什么要协调控制？

答：在进行电机调速时，常须考虑的一个重要因素是：希望保持电机中每极磁通量 ?m 为额定值不变。如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。在交流异步电机中，磁通 ?m 由定子和转子磁势合成产生，因为有Eg?4.44f1NskNSΦm，此式可知，只要控制好 Eg 和 f1 ，便可达到控制磁通?m 的目的。

3 在电动机调速时，为什么要保持每极磁通量为额定值不变?对直流电机和交流异步电机，分别采用什么方法使电机每极的磁通恒定?